MLAB wiki

Máte načtenou starší verzi dokumentu! Pokud ji uložíte, vytvoříte tím novou aktuální verzi.

====== Aerovlek pro autonomní tahání kluzáků ======

Při provozu kluzáků na sportovních nebo rekreačních letištích jsou kluzáky/větroně dopravovány do základní výšky buď aerovlekem a nebo pozemním navijákem. Oba přístupy mají značné množství nevýhod. V případě navijáku je to jednak omezená výška, do které lze letoun dopravit a navíc je kluzák více zatížen, protože tah není v ose kolmé ke vztlaku. Navíc je tento způsob tahání poměrně rizikový a náročný na personální obsluhu.

U aerovlekového tahání je situace o něco lepší, neboť aerovlek není omezen délkou a také je více variabilní. Jeho podstatnou nevýhodou je ale poměrně vysoká cena. Ta je způsobena jednak spotřebou paliva, ale z velké části také cenou provozní hodiny motoru a jiných částí letadla, které podléhají povinné revizi.

===== Bezpilotní tahání kluzáků =====

Řešením značného množství těchto problémů by byl automatický aerovlek. Realizovaný [[cs:uav|bezpilotním letadlem]] vybaveným dostatečným výkonem pro tahání kluzáku (cca 50kW a více). Potřebný výkon je ve srovnání s klasickým letadlem pro použití v aerovleku (např. Zlín) poměrně malý, neboť aerodynamika letadla může být uzpůsobena případu, že v letadle nesedí pilot. Vyndání pilota z kabiny také poměrně výrazně sníží hmotnost letadla a tím i spotřebu paliva. V neposlední řadě je také výhodné, že aerovlekové letadlo nebude obsahovat lidskou posádku, takže je možné provádět přistávací manévr rychleji pro ušetření času a možnosti tažení dalšího letadla.

* Nižší náklady na údržbu
  * Nižší provozní náklady
  * Možnost zkrácení doby letu
  * Odpadají problémy se startem spalovacího motoru
  * Možnost startu z krátké dráhy (teoreticky i z pole po nouzovém přistání)
==== Použití na letišti ====

V případě použití na letišti by automatický aerovlek létal po definované dráze s konstantním stoupáním a tahal kluzák až do odpojení. 
Což je základní funkce, následné verze by mohly zkoušet najít stoupavý proud buď náhodným prohledáváním a nebo pomocí vhodného technického vybavení, jako je např. [[cs:thermal_radar|termální radar]].

==== Přivlékání z alternativních přistání ====

Pilotům kluzáků se občas stane, že během přeletů jim přistání nevyjde zpět na cílové letiště. Takže řešením je buď větroň rozebrat a naložit na vlek a autem jej dopravit zpět na letiště a nebo (pokud to dovolují podmínky) použít motorové letadlo a s ním odstartovat s větroněm ve vleku.

Je zřejmé, že použití motorového letadla je podstatně pohodlnější možnost. Avšak je možná pouze v minimu případů. Důvodem je často přistání mimo letiště, kde start z nepřizpůsobené plochy není možný i přes to, že na rozlet kluzáku by stačilo pouze několik stovek metrů plochy, motorové letadlo ale takové možnosti nemá díky jeho parametrům, jako je rozpětí a hmotnost. Obecně parametry motorových letadel nejsou příliš přizpůsobeny pro vlečení kluzáků a pracovní body v letové obálce obou letadel mají v aerovleku značně odlišné parametry. 
Což vede mimo jiné na potřebu dlouhé rozjezdové dráhy, na zvýšenou spotřebu v důsledku neoptimálního zatížení atd. 
Přitom je v současné době možné navrhnout letadlo určené a svými parametry optimalizované pro použití v aerovleku. Je navíc pravděpodobné, že takto konsruované aerovlekové letadlo bude mít menší pořizovací cenu i provozní náklady, než dnes často používaný letoun Zlín s výkonem přibližně 134 kW.

==== Dodatečné tažení za letu ====

Tažení za letu by byla aplikace bezpilotních prostředků, která není vůbec dosažitelná konvenčními letadly. V tomto případě by na místo standardního kroužku pro tažení aerovlekem byl nasazen nástavec, který by obsahoval identifikační terč  a hák pro tahací lano.

Tažné lano z vlečného bezpilotního letadla by pak bylo osazeno delta křídlem s řiditelnými klapkami.  Takto upravené vlečné lano by umožňovalo jemnou manipulaci s vlečným okem a jeho zasazeni do háku během letu.  Následně by kluzák mohl být znovu vlečen i bez přistání. 
Přídavný nástavec na vlečném zařízení navíc zvyšuje bezpečnost celého systému, neboť pilot kluzáku tak neztrácí možnost se kdykoli odpojit od vlečného letadla.

===== Konstrukce bezpilotního aerovleku =====

Kromě pozemní řídící stanice, která se nijak významně neliší od standardní koncepce velína bezpilotních letadel.

==== Aerovlekové letadlo ====

Letadlo určené pro aerovlek by naopak mělo mít speciální parametry, jako je například malá vzletová rychlost a dobrá manipulovatelnost. Výhodou by byla i možnost samostatného startu z nulové rychlosti.  Naopak není potřebný dlouhý dolet a vytrvalost. Což vede na možnost použití elektrického motoru.

{{ :cs:designs:robots:towing_loop.png?direct&300 |Oko s manipulačními křidélky pro připojení za letu}}

==== Pomocné přídržné zařízení na křídlo kluzáku ====

Na začátku vlečení kluzáku je třeba jej stabilizovat, neboť nefunguje aerodynamické řízení. Tento problém se řeší tím, že někdo drží při startu křídlo letadla. V případě autonomního aerovleku by to ale bylo možné řešit stabilizačním zařízením se vztlakem generovaným vrtulí. viz následující obrázek:

{{ :cs:designs:robots:glider_wing_helper.png?direct&300 |Pomocné zařízení pro stabilizaci kluzáku při startu}}

Pomocné zařízení může být na konec křídla připevněno buď mechanicky a nebo pneumatickou přísavkou. Neboť doba rozjezdu po které začne fungovat aerodynamické řízení kluzáku je řádově jednotky sekund. Důležité je aby po této době došlo k spolehlivému odpojení zařízení a nezvětšoval se tak zbytečně aerodynamický odpor během startu.
===== Úkoly k vyřešení =====

* Řídící model letadla [[http://phoenixair.cz/Phoenix_Air_main.htm|Phoenix]]
  * Hardware in loop simulace za použití výpočetního engine z [[wiki.flightgear.org/|Flightgear]]

==== Návrh modelových situací a jejich řešení ====

* Uvysení vlečného letadla
      * Varování v kabině pilota kluzáku.
      * Odpojení vlečného lana
  * Nemožnost odpojení lana od kluzáku. 
      * Odpojení lana z tažného letadla.
  * Ztráta tahu při startu
        * Varování o situaci
        * Odpojení vlečného lana po potvrzení pilotem kluzáku.
  * Ztráta komunikace
       * Let podle předdefinované trajektorie, pokud nedojde k navázání spojení a není připojen kluzák, tak návrat na letiště.

===== Kontakt =====

Pokud by jste na tomto budoucím cíli plachtění chtěli zpolupracovat, zkontaktujte autora návrhu: Jakub Kákona (kaklik@mlab.cz)

Projekt je vyvíjen z prostředků firmy [[http://www.ust.cz/|Universal Scientific Technologies s.r.o.]] {{ :logo_ust.png?nolink|Universal Scientific Technologies s.r.o.}}

===== Reference =====

* [[http://makerplane.org/|Open source airplane]]

Vyplňte, prosím, všechna písmena v poli, abyste dokázali, že nejste robot. F G K P J Ponechte prosím toto pole prázdné:

Komentář k úpravám

Poznámka: Tím, že editujete tuto stránku, souhlasíte, aby váš obsah byl licencován pod následující licencí: CC Attribution-Noncommercial-Share Alike 4.0 International